Арсений Троицкий родился 28 октября 1880 года в селе Гридьево Тверского уезда, в семье священника. Он окончил Тверскую духовную семинарию в 1903 году; ещё во время учёбы был учителем певчих архиерейского хора и его часто приглашали проповедовать на архиерейских службах.

Одна из таких проповедей сохранилась. В день памяти трёх святителей молодой семинарист говорил о том, зачем вообще Церковь вспоминает своих учителей: не для того, чтобы прибавить им славы — они и так прославлены, — а чтобы подражать их вере. И тут же спрашивал слушателей и себя: способны ли мы на ту твёрдость, из-за которой святые шли на суд и мучения? Через тридцать четыре года этот вопрос оказался для него не риторическим.

Служил отец Арсений в селе Селихово Тверской губернии — в общей сложности около двадцати семи лет. В начале двадцатых годов пошёл обновленческий раскол: сторонники «Живой церкви» и ВЦУ заняли епархиальную канцелярию, поставили своего епископа. В январе 1923 года духовенство и миряне Кимрского уезда собрались на съезд в соборе города Корчевы, и отец Арсений был на нём секретарём и содокладчиком: он разобрал программу обновленцев по их же журналу и показал, что дух этого учения противоположен православию. Съезд принял резолюцию не подчиняться самочинной власти.

1 марта 1923 года участников съезда арестовали. В мае того же года его приговорили к трём годам концлагеря, и срок он отбывал на Соловках. Освободившись в 1926 году, вернулся в своё Селихово.

Второе дело было построено на мелочи: у крестьянина нашли сто три рубля серебряной монеты, и следствие решило, что священник передал ему серебро, чтобы подорвать финансовое положение страны. Отец Арсений объяснил, что просто дал человеку сдачу с крупной купюры после молебна, и виновным себя не признал. В ноябре 1930 года его приговорили к трём годам ссылки в Казахстан; жил он в Актюбинске. Вернувшись, стал служить в Покровском храме села Власово Шатурского района Московской области.

28 октября 1937 года арестовали весь клир Покровского храма — трёх священников и двух диаконов. На первых допросах в сельском отделении НКВД отец Арсений подписал составленные следователем протоколы о руководстве «контрреволюционной группой», но в Таганской тюрьме, когда его допрашивал уже другой следователь с теми же угрозами, занял твёрдую позицию: сказал, что никакой агитацией не занимался, а предъявленные улики — клевета. 17 ноября 1937 года тройка НКВД приговорила священника к расстрелу; приговор исполнили в тот же день, и погребён он в общей безвестной могиле на полигоне Бутово под Москвой.

Новомучеников на иконах пишут в священническом облачении с крестом в руке; узнают образ по имени и годам жизни.